近来,我国科学技术大学合肥微规范物质科学国家研讨中心和化学与资料科学学院曾杰教授课题组使用不一样镍含量掺杂的二硫化锡纳米片作为催化剂,完成高效电复原二氧化碳到甲酸和一氧化碳。这种镍掺杂的二硫化锡纳米片催化剂,在二氧化碳电复原反响中表现出高活性和高稳定性。该效果以“Nickel Doping in Atomically Thin Tin Disulfide Nanosheets Enables Highly Efficient COReduction”为题,8月15日宣布在《德国应用化学》杂志上(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10954-10958),论文的一起榜首作者是硕士研讨生张安、博士研讨生何嵘和硕士研讨生李慧平。
在二氧化碳电复原反响中,CO2分子的活化一直是CO2电催化复原反响的研讨难点。由于,在规范情况下,CO2分子在水溶液中活化成CO2-阴离子所需的规范电极电势为相对规范氢-1.9 V vs RHE。一般, CO2分子的活化包括电子从催化剂转移到CO2分子,而这一进程和催化剂的电子结构严密相关。因而,可以终究靠调理催化剂的电子结构以此来完成CO2分子的高效活化。
根据这样的理念,研讨人员以两层原子厚的SnS2纳米片为根底,经过调理引进镍的含量,得到了不同镍掺杂的SnS2纳米片催化剂。适宜镍含量的SnS2纳米片催化剂完成了对CO2分子的高效活化,然后增强CO2电催化复原反响功能。在CO2电催化复原反响中,5%Ni掺杂的SnS2纳米片在-0.9 V vs RHE的电压下,CO2复原成有用碳产品的法拉第功率高达93%,电流密度到达-19.6 mA/cm2。机理研讨进一步标明,镍掺杂会在SnS2接近导带的方位发生缺点态,并且其功函数也会下降,这一效应有助于完成对CO2的高效活化然后提高CO2电复原反响的功能。该项作业不只制备了高效的镍掺杂SnS2纳米片作为二氧化碳电复原催化剂,也为合理规划电催化剂供给办法。
该项研讨得到了中科院前沿科学要点研讨项目、国家严重科学研讨方案、国家自然科学基金等项目的赞助。